基于场指纹法的金属管道、容器坑蚀检测方法

摘要

本发明涉及金属管道或容器坑蚀（坑状腐蚀）的高精度检测，特别涉及一种改进的基于场指纹法（Field Signature Method,FSM）对石化行业油气管道或容器小腐蚀坑更高精度的检测方法。本专利提出的技术方案是主、辅电压法，具体是将任意腐蚀坑所在区域所对应的测量电极对作为主电极，相应的电压作为主电压；其余电极对作为辅电极，相应的电压作为辅电压；通过计算稳恒电流场建立腐蚀数据库；将所测量并处理修正后的主、辅电压变化值与数据库进行匹配，即可得到该主电极对应区域内的小腐蚀坑的面积和深度。采用本发明对金属管道或容器坑蚀进行检测，可以大幅度提高检测精度。

主权项

一种金属管道、容器坑状腐蚀检测方法，基于场指纹法原理，在金属管道或容器的外壁布置测量电极矩阵，所述测量电极矩阵在管道或容器的圆周方向有i列电极，在轴线方向有j行电极，任意轴向上的两个相邻电极构成一个测量电极对；设置一个参考板，该参考板的材质与被测管道或容器的材质相同；所述参考板上设置有一对参考电极，作为参比标准电极；定义任意腐蚀坑所在区域的测量电极对作为主电极，相应的电压作为主电压；其它电极对作为辅电极，相应的电压作为辅电压；再按如下步骤测量求解腐蚀坑的面积及深度：(1)、将主电极对应的测量区域再细分为a×b个小区；以电极间距的1/5～1/3作为坑蚀直径起始值，电极间距的最大值为坑蚀直径终止值，步长为0.5～1mm,以1/20～1/15壁厚作为坑蚀深度起始值，7/10～8/10壁厚为坑蚀深度终止值，步长为0.5～1mm，利用稳恒电流场法，逐一计算每个小区无腐蚀坑时即t₀时刻和有腐蚀坑时即t_x时刻的主电压、辅电压，求出主、辅电压的变化值，建立主、辅电压法的腐蚀数据库；(2)、从参考板向金属管道或容器输入恒流激励电流，使该激励电流流过参考电极和测量电极矩阵，该激励电流的强度与采用稳恒电流场法计算时的电流强度相同；(3)、用电压计测量所有测量电极对及参考电极对在t₀时刻和t_x时刻的电压；(4)、按下式计算主电压t_x时刻的指纹系数(单位：ppt,Part per thousand)   (1)式中：V_i,j；i,j+1(t₀)，V_i,j；i,j+1(t_x)—电极对(i,j；i,j+1)在t₀和t_x时刻的电压；V_ref(t₀)，V_ref(t_x)—参考电极对在t₀和t_x时刻的电压；辅电压的指纹系数的求解公式与主电压的指纹系数的求解公式相同；(5)、按下式求出修正后的主电压：V’_i,j；i,j+1(t_x)＝(FC_i,j；i,j+1(t_x)/1000+1)×V_ref(t_x)×V_i,j；i,j+1(t₀)/V_ref(t₀)  (2)式中：V_i,j；i,j+1(t₀)，V_i,j；i,j+1(t_x)—主电极对(i,j；i,j+1)在t₀和t_x时刻的电压；V_ref(t₀)，V_ref(t_x)—参考电极对在t₀和t_x时刻的电压；辅电压求解公式与主电压求解公式相同，并求解出辅电压；(6)、按下式求出修正后的主电压变化值：ΔV’_i,j；i,j+1(t_x)＝V’_i,j；i,j+1(t_x)‑V_i,j；i,j+1(t₀)      (3)辅电压变化值求解公式与主电压变化值求解公式相同，并求解出辅电压变化值；(7)、将修正后的主、辅电压变化值与腐蚀数据库匹配，即修正后的主、辅电压变化值与数据库中的主、辅电压变化值相差最小时的腐蚀坑的面积和深度即为求解值。